科普║抗原与超抗原
在免疫学发展的早期,人们应用细菌或其外毒素给动物注射,经一定时期后,用体外实验证明,在其血清中存在一种能使细菌发生特异性凝集反应的物质。称之为凝集素,或能特异性中和外毒素性的物质,称之为抗毒素。其后将血清中这种具有特异性反应的物质统称为抗体(antibody,Ab)。而将能刺激机体的物质统称为抗原(antigen,Ag)。
随着现代免疫学的发展,已经证明,当抗原分子进入机体后,能触发免疫细胞一系列的复杂的生物学过程,称之为免疫应答。既能诱导正免疫应答,也能诱导负免疫应答。因此,上述抗原的概念已不能完全概括其函义。目前认为凡能诱导免疫系统发生免疫应答,并能与其产生的抗体或效应细胞在体内或体外发生特异性反应的物质,可称之为抗原。
根据现代抗原的概念,抗原必须具备二种特性,即免疫原性和抗原性。
(一)免疫原性
抗原的免疫原性(immunogenicity)是指抗原分子能诱导免疫应答的特性。它涉及抗原分子与免疫细胞间的相互作用,即它必须经过抗原呈递细胞的加工、处理和呈递作用,以及能被T和B细胞的抗原识别受体所识别。因此抗原的免疫原性与抗原分子的化学性质相关,更与机体的免疫应答特性相关。
(二)抗原性
抗原的抗原性(antigenicity)是指抗原分子能与免疫应答产物,即抗体或效应T细胞发生特异反应的特性,故亦称之为抗原的反应原性(reactivity)。它只涉及抗原分子与抗体分子或T细胞的抗原受体分子(TCR)间的相互作用,即分子与分子间的相互作用。只是抗原分子表面的有限部位能与抗体分子结合,称此部位为抗原决定簇(antigen determinant)或表位(epitope)。因此抗原的抗原性主要决定于抗原分子的化学性质。如抗原为蛋白质分子,其抗原性可决定于其氨基酸序列或其空间构型。
一、天然抗原
二、人工抗原
三、胸腺依赖抗原与胸腺非依赖抗原
(一)超抗原的概念
超抗原(supper antigen,Sag)是一类由细菌外毒素和逆转录病毒蛋白构成的抗原性物质。它们能与多数T细胞结合并为T细胞活化提供信号。而上述的普通抗原只能与少数对应T细胞结合并使之活化。因此称这种能与多数T细胞结合的抗原为超抗原。
(二)超抗原与T细胞结合的特征
超抗原主要与CD4+T细胞结合,而和普通抗原肽与T细胞的结合有很大差异。超抗原既能与APC细胞上MHCⅡ类分子结合,也能与TCR Vβ链结合是其作用特点。
超抗原无需经APC加工可直接与MHCⅡ类分子非多态区外侧结合,而不是与肽结合沟结合,故无MHc 限制性。
在T细胞方面超抗原只与TCRVβ片段结合,而与D和J区无关,也与TCRα链无关。任一已知超抗原能与其特殊殊的Vβ片段结合,所以一种超抗原可活化多数T细胞,约占T细胞库的1/20~1/5,这远远超过普通抗原活化T细胞的数量(表10-7)。
1.内源性超抗原(病毒性) 70年代初Festenstein发现在MHC相同,而MHC以外基因区不同的纯系鼠间进行淋巴细胞混合培养,可引起很强的T细胞增殖反应,将刺激这种增殖反应的抗原称为次要淋巴细胞刺激抗原(minor lymph'ocyte stimulating antigen,Mlsag)。
近年来证明这种内源性MLs抗原是小鼠乳腺肿瘤病毒(mouse mamary umor virus,MMTV)产生的蛋白。MMTV是一种逆转录病毒,以前病毒(provirus)形式整合于小鼠细胞DNA中。这种小鼠可终生制造这种病毒蛋白,因之可视为一种自身超抗原。这种小鼠内源性MLs抗原的化学性质现已证明是一种糖蛋白。
由于MLs抗原的来源已经清楚,故目前称这种小鼠的内源性超抗原为病毒性超抗原。人类是否也有这种病毒性超抗原,目前尚不能肯定,但有人提出人类免疫缺损病毒(HIV)也是逆转录病毒,有可能是人类的病毒性超抗原。
2.外源性超抗原(细菌性)外源性超抗原是一类细菌性外毒素组成,主要由革兰氏阳性细菌产生。如金黄色葡萄球菌产生的肠毒素(staphylococcus enterotoxin,SE)以及链球菌产生的致热外毒素等。
1.超抗原与T细胞的耐受诱导实验证明在胸腺内分化发育中的T细胞如与超抗原结合,可诱发程序性细胞死亡,导致克隆排除。用抗Vβ单克隆抗体在周围血中检测不出带有特殊Vβ受体的T细胞,为T细胞耐受诱导机制的研究提供了有力的实验模式。
2.超抗原与疾病葡萄球菌感染所产生的外毒素主要是可溶性蛋白分子,近年来的研究证明葡萄球菌外毒素对靶细胞并无直接毒性作用,而是通过活化多数T细胞所释放的大量细胞因子产生的生物学效应引起的毒性休克综合征等临床征状。
一些疾病,例如原因不明的川畸病,风湿性关节等疾病,发现与某些Vβ阳性T细胞的增殖相关。周围组织中存在的自身反应性T细胞克隆可为外源性超抗原激活而引发自身免疫病。也有学者认为HIV引发的人艾滋病,其发病学与其超抗原相关。
以上文字摘自:河南大学药理教研室
//yaoli.henu.edu.cn/info/1125/1375.htm
高聚生是沈阳AG真人国际集团公司在世界上首先采用金黄色葡萄球菌(简称金葡菌 )培养物经超滤部分提 纯加工制成的一种新型抗癌产品,其主要有效成份为含于其中的金葡菌肠毒素 (Staphylococcal eIllerotoxin,缩作 SE),而该毒素现已被确认为一种生物学活性极其强大的超级抗原 。超级抗原 (Superantigen,缩作 SAg)是近代 免疫学中从上个世 纪90年代初才兴起的一个新的免疫学名词,其含义、作用和作用机制完全不同于现今所有的普通抗原 ,或称一般抗原。该公司开发的这一新产品历时已近30年。1994年获卫生部批准试生产,1999年在完成Ⅲ期临床试验并经国家新药评审后获卫生部批准为国家第一类生物制品用于癌症患者治疗。几年来,高聚生经数以万计各类癌症患者的临床应用证实效果显著,反应轻微,未见严重反应;如与放疗或化疗联合使用时效果尤为满意。单用高聚生的疗效有以下区别于其它抗癌症药物的特点:1000例各类癌症患者,按实体瘤体积变化计算,其有效率(cR+PR)为42.5%,且不伴有正常器官损伤和白细胞计数下降,生活质量也大有改善。这是迄今单用化疗或放疗所难以达到的最佳效果。若与化疗或放疗联合使用时,两者有效率区别示例如表1。
为了试探高聚生是否真有抗癌作用 ,公司于1990年安排了以下四项试验,并取得了预期的结果 。用不含菌体的高聚生进行实验时。非但可以提高小鼠自然杀伤细胞的活性 (自然杀伤细胞活性检测)和增加单核细胞的转化率 (淋转试验),并且尤足称道的是可以提升狗外周血的白细胞计数(升白试 验)。此外,无论在体外,或在小鼠体内,高聚生均可显示明显的抑瘤作用 (抑瘤试验 )。据此,公司于次年在深圳召开了一次有国内专家参加的学术讨论会。经过热烈的讨论,专家们肯定了公司所作出的努力,认为高聚生确有抗癌功效,而此一作用显然与菌体无关。其有效成份必然含于金葡菌培养物的过滤液中。专家们还认为,这一产品的开发前景十分良好,但必须对其有效成份进行深入的探究。和所有致病菌一样,金葡菌的组织结构、化学组成,生理和代谢活动是很复杂的。撇开致病因子不论,单就其具有免疫原性或杀伤其它细胞作用的物质乃至各种酶类为数是很多的。其中最知名的就有胞壁肽、壁酸等(坚强的细胞壁免疫剂,也有抗癌作用),L_天冬酰胺酶(在体外试验中可抑 制小鼠淋巴母细胞白血病细胞的生长),SpA(金葡菌分泌的一种蛋白质 ;一度被认为是一种 SAg,但现 已被否定 ) 等等。所幸,前两类成份,一类是菌体细胞壁的化学组成成份 ,一类是与菌体相结合的酶,当可排除在外。由此可见,对高聚生中未知物质的探究,尤其在文献中从未见有类似报道的这一新课题,其难度是不言而喻的,但是从一种新产品开发来说,这又是一个个必须认真对待的问题。于是,压力便形成了动力。
经过公司始终不懈的努力以及有关科研单位的大力帮助、支持下,早在1992年和随后几年就陆续取得了若干进展,其中值得记述的有两项重大的突破 。
首先 ,1992年研究人员在所开展的各项试验中,获得唯一有意义的阳性结果是从高聚生的试样中检出有微量的c型 sE(记为SEC),但SpA却为阴性。这一发现是出乎意料的,但有其实际意义,因为根据当时的文献 ,已知SEC被列为一SAg,虽则在过去从未见有人有目的地试用过SEC于实验动物抗癌试验。
在国外文献有关SAg资料的提示下,公司随后安排了另一项重要试验,并取得了令人非常满意的结果。在用高聚生与外周血白细胞和仙台病毒联合作用下,高聚生虽经500倍稀释(制品每ml含 500单位,稀释后仅含1单位 )后,仍可诱导产生大量的α型干扰素。如若改用人类淋巴母细胞NamaJwa细胞系细胞,产量更大。两者分别超出常规生产方法的产量2倍和4倍,这在过去是从未见过的实例 。
由上述两项试验结果,第一可以说明,高聚生中所含的SEC是该产品的有效成份;第二可以确认,SEC是一种SAg。
此外,还应该着重地指出,高聚生是国际上首先采用SEC或SAg于制造,并且是国际上首先获得实际应用的一种全新的抗癌产品。
以上部分文字摘自:高聚生研发历程述评及其用于癌症治疗的理论基础
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